智能化數(shù)字化已成席卷制造業(yè)新浪潮
在現(xiàn)代工廠里，在智能化系統(tǒng)的指揮下，上百臺機器人協(xié)同作戰(zhàn)。三一集團供圖
在三一18號工廠里，機器人正在對工件進行焊接作業(yè)。中青報·中青網(wǎng)記者 洪克非/攝
國網(wǎng)長沙供電公司青年員工正在通過智能運檢系統(tǒng)對設備進行遠程巡視。聶婉芹/攝
湖南鐵道職業(yè)技術學院劉海龍老師指導學生進行工業(yè)機器人基礎應用實訓。萬磊/攝
頭戴安全帽，腳穿工作靴。7月4日，黃杰急匆匆地走進中車株洲電力機車有限公司（以下簡稱株機公司）生產(chǎn)車間，原本安逸的暑假已改成了“下放”到企業(yè)學習。
黃杰是湖南鐵道職業(yè)技術學院（以下簡稱湖鐵職院）的教師。今年6月24日起，按照學校的要求，他被安排到株機公司，進行兩個月的培訓。同行的，還有該校另外18名教師。
“每天都是早上8：30開始，認真跟著師傅學，做記錄，下班后查資料。”黃杰說。
株機公司安排了3位技能大師作為現(xiàn)場指導老師。黃杰老師的現(xiàn)場師傅是中車首席調試師周峰。
進入車間期間，黃杰跟隨師傅們一起參與車輛調試，請教各個環(huán)節(jié)測試的技術特點、操作要求。
幾天下來，他對車輛校線產(chǎn)生了濃厚興趣，準備設計適用于城軌車輛調試用的無線校線器。
7月13日下午，黃杰告訴中青報·中青網(wǎng)記者，這種學習很有裨益。企業(yè)產(chǎn)線環(huán)境都不斷在變化。作為老師，他得跟隨一線的節(jié)奏。
機器換人帶給學校的壓力
據(jù)悉，今年暑假，湖鐵職院有177名教師來到企業(yè)“充電”。校長方小斌自稱也沒有閑著，“要走幾十家企業(yè)調研。”
假期如此“折騰”，來源于學校領導層對企業(yè)端生產(chǎn)線變化的焦慮。
當前，新一代信息技術與制造業(yè)深度融合正在引發(fā)影響深遠的產(chǎn)業(yè)變革。企業(yè)的趨勢也催促著負責技能人才培養(yǎng)的學校跟進。
方小斌認為，隨著機器代替人工的加快，可重復、工作條件惡劣、任務簡單、強度大的職業(yè)崗位不斷被生產(chǎn)效率更高、質量更可靠的智能裝備、智能生產(chǎn)線取代，一批生產(chǎn)、服務、管理一線的人員將面臨失業(yè)及轉崗壓力。
據(jù)悉，湖鐵職院所服務的軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)，在湖南省內產(chǎn)值就高達1600多億元，每年可以吸收2300多名學生就業(yè)。
而軌道裝備行業(yè)近年來無論是制造端還是運維方面，都朝著智能制造和無人駕駛的方向快速進發(fā)，作為學校方，他們得緊密地關注產(chǎn)業(yè)轉型升級向教育機構發(fā)出的信號。
“今后的保姆都要會玩轉機器，不再是幫你洗衣拖地干雜活。”方小斌曾和同事開玩笑說，以后做飯洗衣更換燈具看護等，都有機器人料理。
大勢所趨的智造轉型
2021年12月28日，工業(yè)和信息化部等15部門聯(lián)合印發(fā)《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》），提出從技術突破、拓展應用、打造生態(tài)等多個維度推動機器人產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展。數(shù)據(jù)顯示，2020年，我國機器人產(chǎn)業(yè)的營業(yè)收入為422億元，工業(yè)機器人產(chǎn)量達22.1萬套。
工信部裝備工業(yè)一司司長王衛(wèi)明在接受媒體采訪時指出，隨著AI、VR和5G等新技術發(fā)展成熟，越來越多的廠商開始在設計研發(fā)中探索機器人產(chǎn)業(yè)與新技術的融合，為機器人落地應用提供了更多可能性。
而在湖南的多家產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)，科技推動的產(chǎn)業(yè)進步，已不止于機器人的產(chǎn)業(yè)應用。
誕生于科研院所的工程機械龍頭企業(yè)中聯(lián)重科，2014年啟動了“產(chǎn)品4.0”的專項工程。2021年8月，中聯(lián)重科土方機械公司副總經(jīng)理袁野就此曾向中青報·中青網(wǎng)記者介紹，其智能化包括兩個方面，一個是產(chǎn)品的智能化，一個是平臺的智能化。
例如，讓挖掘機根據(jù)工況來適應和調整它的控制策略，使其大幅提升效率，這是產(chǎn)品本身的智能化。另一方面，現(xiàn)在工程機械作業(yè)越來越集群化，大批起重機挖掘機混凝土泵車攪拌站等一體化協(xié)調作業(yè)。很多場景下，眾多設備都是無人駕駛或者遠程操控。
在2020年3月的拉斯維加斯國際工程機械展上，該公司員工演示了利用5G技術，遠程操控位于萬里之外的長沙某臺挖掘機作業(yè)。
更進一步的是，2019年開始，中聯(lián)重科耗資千億元打造智慧產(chǎn)業(yè)城。
今年6月30日，智慧城混凝土泵送機械園區(qū)負責人倪川皓表示，正在興建的中聯(lián)智慧產(chǎn)業(yè)城是一個全新的園區(qū)，按照中聯(lián)重科董事長詹純新的規(guī)劃，“技術上要領先20年”。
倪川皓稱，產(chǎn)線的技術先進性要達到世界領先的高度，其規(guī)劃設計要預留今后升級、擴展的可能。
中聯(lián)重科的生產(chǎn)涵蓋機加工、焊接、涂裝、裝配等多個環(huán)節(jié)。在2005年建立的工業(yè)園中，曾有數(shù)以百計的焊工忙碌在一線。而如今，這一工作大批量被焊接機器人取代。“焊接方面園區(qū)，機器人覆蓋率已經(jīng)達到了80%以上，比方現(xiàn)在有100個焊工，今后大概有20個。”
倪川皓說，除了自動化，就是機器人本身，也要實現(xiàn)“自適應”。即通過添加攝像頭、激光等方式實現(xiàn)機器視覺，讓機器人能夠自觀察自適應，達到AI智能，解決一些常規(guī)程序無法觸及的問題。
而在機加工方面，全產(chǎn)線的自動化能讓物流的匹配，上下料、吊裝、加工等全部實現(xiàn)無人干預。做到24小時“黑燈生產(chǎn)”。
“以前的涂裝用油漆，既不環(huán)保，還容易浪費。”倪川皓表示，如今采用粉末涂料靜電吸附于工件上，既沒有氣味，又加大了強度；同時省卻了人工。
不可逆轉的數(shù)字化轉型
其實，國內高端制造龍頭企業(yè)都無一例外地觀察、參與到智能制造的變革中。
2018年全國兩會上，全國人大代表、三一集團董事長梁穩(wěn)根介紹，三一集團接下來的競爭力主要靠數(shù)字化轉型，成功了就會“翻身”，不成功就會“翻船”，意指傳統(tǒng)的重工制造業(yè)已經(jīng)到了一個“分水嶺”。
7月7日上午，中青報·中青網(wǎng)記者在三一“燈塔工廠”、面積約10萬平方米的“18號廠房”現(xiàn)場看到，在這個由原來兩個舊有車間投資百億元升級改造的產(chǎn)線上，工人通過系統(tǒng)指令，就可以為每個工位提取、配送物料和零部件；加入了視覺識別模塊的智能焊接機器人可以自動識別物料進行焊接；重型AGV滿載物料在廠房內川流不息；在智能化系統(tǒng)的指揮下，上百臺機器人協(xié)同作戰(zhàn)……
三一集團智能制造工藝所副所長劉祥舉介紹，除了環(huán)境安全、舒適外，產(chǎn)線里有很多前沿技術的應用。例如，在最后一道工序組裝上，產(chǎn)線將智能扳手與互聯(lián)網(wǎng)連接，力矩等實際參數(shù)可以上傳、由計算機分析，出錯則機器會自動報警。最主要的是，這個過程會把這些數(shù)據(jù)沉淀下來，即把物理模型變?yōu)閿?shù)字化模型，從而對其實行痕跡管理。
劉祥舉指著現(xiàn)場運行的一臺機器人AGV（自動導引運輸車）說，系統(tǒng)下達指令后，采用激光引導的AGV就會自動從立體倉庫取貨，再將零配件送到相應的工位。廠房里還建立了20余條自動化產(chǎn)線，形成6大高度自動化作業(yè)島，實現(xiàn)500余名工人由機器操作者向機器看護者和研究者的轉型。這樣不但實現(xiàn)了產(chǎn)能翻番，更是極大降低了工人的作業(yè)強度。
據(jù)悉，開展智能化改造升級后，整個生產(chǎn)周期縮短了一半，而人力需求大幅減少。
三一集團智能制造方案實施的原負責人蔣慶彬曾用一個親身經(jīng)歷的故事解釋了潮流的變化。他在日企業(yè)工作時，最佩服的是戴“金星”與“銀星”的技術人員，相當于國內的老中醫(yī)。
有人問他們產(chǎn)品尺寸有20絲偏差，怎么解決？專業(yè)技能人士到設備旁邊問問這、看看那，就能做出診斷，甚至聽到設備的異響，就知道這20絲是怎么產(chǎn)生的，這就是靠經(jīng)驗做判斷。但這種經(jīng)驗不易復制，就跟老中醫(yī)一樣。
“現(xiàn)在我們把‘中醫(yī)’的經(jīng)驗都數(shù)字化了，就是將采集的所有數(shù)據(jù)可視化、模板化，使之容易進行技術傳承。這好比以前測血壓號脈憑的是感覺和經(jīng)驗，現(xiàn)在用血壓儀測是多少就是多少，相較于號脈，后者既準確，又易傳承。”
升級“換裝”的藍領
高智能的產(chǎn)線，會不會讓普通藍領工人快速從企業(yè)離開？
三一的展廳里，一塊巨幅屏幕上赫然標識著集團智能制造的未來規(guī)劃：3000億元銷售，3萬名工程師、3000名產(chǎn)業(yè)工人。
而提出這一目標時，該集團擁有3萬名產(chǎn)業(yè)工人。截至目前，企業(yè)尚有1.8萬左右藍領工人。“一線工人從企業(yè)搬來長沙時基本是農(nóng)民工，到招聘趨向于高職起點。伴隨著智能工廠建設的逐步推進，將逐步實現(xiàn)人員替換。”三一集團人資總部招尋聘部本部長許競說。
而中聯(lián)重科的倪川皓則認為，在建成后的中聯(lián)智慧產(chǎn)業(yè)園區(qū)，他熟悉的泵送這塊，技術工人將相較于麓谷的老園區(qū)減少約三成，甚至有些局部的工作能夠減少四成。
追逐智造的動力，除了龍頭企業(yè)對技術的天然向往，成本、周期、用工等都是復雜的因素。
蔣慶彬曾在接受《企業(yè)管理》雜志采訪時談到，近年來，工程機械行業(yè)的人工成本上升非常明顯，比如幾年前員工月收入3000-4000元不算低，現(xiàn)在一個焊接工人月收入1萬多元，低的也有9000元左右。而另一方面，自動化、智能化設備采購成本也下降得非常快。“我們購買一臺機器人一年多的時間就可收回投資。”
人口紅利在逐漸消失，機器的紅利卻慢慢到來。
多位產(chǎn)業(yè)界人士在采訪中表示，智能制造既是企業(yè)生產(chǎn)力進步的要求，也是當前我國經(jīng)濟正處于轉型升級關鍵期的必然。而每一次經(jīng)濟結構的轉型升級都離不開“人”的轉型升級。人既可能是被大潮裹挾的對象，又必然是轉型升級的原動力。
中聯(lián)重科倪川皓認為，智造不是對藍領工人的簡單做減法，而是“提升”和“換裝”后再出發(fā)。
他指出，歷史上依據(jù)科技進步而進行的多次產(chǎn)業(yè)革新，都是把人做的簡單重復的勞動，用先進機械甚至智能機械替換掉，讓人轉型去做比較精細的工作。以焊接而言，雖然可以用機器來代替人工焊接，但同時需要編程和管理機器的人。這個人需要懂焊接，但更要掌握機器人的模塊化編程。其工作對象由單一的焊槍變成了包括機器人控制器件，伺服電機、液壓系統(tǒng)等在內一個復雜的系統(tǒng)。
這是藍領的轉型。
如果有期待成為現(xiàn)場管理者的，還需要熟悉產(chǎn)品，了解精益的生產(chǎn)管理方法，最后成為大生產(chǎn)里面的一個環(huán)節(jié)的管控人員。
倪川皓表示，這是企業(yè)急需的智能制造現(xiàn)場工程師，其崗位介于研發(fā)工程師和普工之間，但是它屬于技術崗，藍領的升級“換裝”。
他認為，國內眾多職業(yè)院校在培養(yǎng)學生時要與企業(yè)同頻。
“企業(yè)的人才儲備，很大部分來自職業(yè)院校。但我們以大專生為主來做培養(yǎng)，可能讓他從大二或大三開始就接觸、熟悉企業(yè)。”
另一部分則是從企業(yè)頗有資歷的人員中挑選。因為有著豐富工作經(jīng)驗的員工也是寶貴的人力資源，提升時可以減少磨合的時間。
而另一工程機械巨頭三一集團，則依托旗下的三一工業(yè)職業(yè)技術學院開展培訓工作，除了理論課程，還投放了大批機器人，供員工進行編程、機器人控制等實操課程的練習。
“針對每道工序的操作過程，我們會錄制一些基礎課程，設備的基本操作流程、設備的常規(guī)故障、每種故障如何排除、哪些情況會導致異常報警等。”蔣慶彬表示，自動化升級和技能培訓的增加，對工人來說最明顯的變化是勞動強度下降，薪酬卻有所上浮。
三一人資總部招尋聘部本部長許競說，隨著企業(yè)不斷壯大，智能制造帶來的產(chǎn)業(yè)工人隊伍的調整，并沒有讓技術工人大量流失，而是調整到集團的其他地方發(fā)展。“舉個例子，這些年我們產(chǎn)值翻了很多倍。以前整個三一在長沙就星沙地區(qū)這一片，現(xiàn)在集團在黃花機場附近搞了一個更大的新產(chǎn)業(yè)園，很多的新業(yè)務和人員會從這邊調轉過去。”
許競介紹，集團制定了宏大的國際化戰(zhàn)略，對海外市場的開拓抱有雄心。因此，今后幾年會有數(shù)千人被派往海外。“智能化讓企業(yè)更有效率，也更能適應市場競爭，反過來需要更多的員工。”因而，作為人力主管部門，他們常為招人而犯愁。
校企聯(lián)手培養(yǎng)是唯一選擇
在產(chǎn)業(yè)轉型的倒逼下，企業(yè)與職業(yè)院校對所需人才聯(lián)合培養(yǎng)漸成趨勢。湖南機電技術學院屬于職業(yè)院校中“手疾眼快”的一類。
該校地處長沙經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)。早在2008年，該校機械學院就與中聯(lián)重科聯(lián)合開設了訂單班，培養(yǎng)裝配和售后服務的工程師。
跟隨企業(yè)的腳步，該校在湖南省內首批開設工業(yè)機器人專業(yè)，并牽頭組建湖南省機器人與智能裝備制造職教集團；在省內第一個擁有焊接機器人實驗室，領銜者為中國科學院院士。近年來，學校將“焊接技術與自動化”“數(shù)控設備應用與維護”“機械產(chǎn)品檢測檢驗技術”等專業(yè)擴容、延伸，以滿足裝備制造業(yè)智能制造升級中對產(chǎn)品設計與制造全流程數(shù)字化的需求。
該校機械學院院長譚平稱，2017年以后，隨著智能制造在一些龍頭企業(yè)的帶動之下，學院感到人才培養(yǎng)和企業(yè)的人員需求之間，明顯有了距離。
“我們在2015年就建有焊接機器人，但只能夠讓學生進行編程，而沒法真實操作。”
面對差距，咬咬牙，學院投入巨資擴建“機器人焊接工作站操作”實訓室。他們還聘請了中聯(lián)重科泵送機械分公司培訓工程師譚勇兼職實訓指導教師，承擔該校核心專業(yè)課程教學，以一個小班的規(guī)模，培養(yǎng)適應企業(yè)智能制造升級的現(xiàn)場工程師。
學生王啟云是受訓學生中的佼佼者。2020年7月，他進入中聯(lián)重科實習，后成功就業(yè)。目前，已經(jīng)成為企業(yè)的4級現(xiàn)場工程師。
“學生實習期間主要從事混凝土泵車臂架、轉臺等零部件的焊接機器人編程與操作，正式入職后參與高強鋼焊接工藝技術研究，取得了相關資質，眼下已是企業(yè)技術骨干。”譚平說，各個企業(yè)在智能智造方面的不同需求，也需要學校更強大的實訓條件支持。
例如，工程機械制造企業(yè)中聯(lián)重科等多是高碳鋼，而像上市公司楚天科技等焊接對象是不銹鋼，需要氬弧焊。
因此，與企業(yè)聯(lián)手培養(yǎng)人才成為唯一選擇。學校出學生出場地，企業(yè)出設備出材料并派出現(xiàn)場培訓工程師，對如何開設相關的實訓項目上門指導，手把手教授特定產(chǎn)品的特性焊接工藝，雙方互利共贏。
此外，校企還聯(lián)合開發(fā)《熔化極氣體保護焊》《金屬材料焊接工藝》等4門核心課程，共計71人接受了學徒制培養(yǎng)，絕大多數(shù)學生已成為企業(yè)焊接技術骨干。
校企合作突破藍領人才瓶頸
部分頭部職業(yè)院校的率先入局，帶來了喜人的變化。但在智能制造的大趨勢下，仍不足以扭轉短期內形成的產(chǎn)業(yè)工人供給的結構性矛盾，這也使職業(yè)教育遭遇瓶頸。
根據(jù)工信部披露的數(shù)據(jù)，截至2020年，我國高檔數(shù)控機床和機器人領域人才缺口達到300萬人，到2025年，缺口將進一步擴大到450萬人。
國家早已關注這一局勢，并指出作為全球制造業(yè)大國，現(xiàn)有的職業(yè)教育亟須改變。
2019年2月，國務院印發(fā)了《國家職業(yè)教育改革實施方案》（以下簡稱“職教20條”）。“職教20條”提出，要完善職業(yè)教育體系，為服務現(xiàn)代制造業(yè)、現(xiàn)代服務業(yè)等行業(yè)提供制度保障與人才支持；借鑒“雙元制”等模式，校企共同研究制定人才培養(yǎng)方案，建立產(chǎn)教融合型企業(yè)認證制度。
在發(fā)展職業(yè)教育的大方向下，國內許多職業(yè)院校和企業(yè)一同入局。校企合作制定與機器人教育相關的培養(yǎng)體系，實現(xiàn)從教學到就業(yè)的一條龍培養(yǎng)。
部分職業(yè)院校在這一道路上走得更遠。據(jù)湖鐵職院教務處副處長寧云智透露，從去年年底，學院就做了產(chǎn)業(yè)融合提升工程的實施方案：一個專業(yè)，必須和一個龍頭企業(yè)或者頭部企業(yè)做產(chǎn)教融合實踐，將專業(yè)建設和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適配度提高；同時建立“名師工作站”，聘請企業(yè)技能大師深度參與人才培養(yǎng)方案。
為此，這些年來，他們探索成立了5個產(chǎn)業(yè)學院。“像學院與株洲電力機車廠成立了智能制造學院，不僅能滿足需要。企業(yè)還從中選拔了部分優(yōu)秀學生，作為培養(yǎng)海外項目的人才。”
據(jù)悉，格力、美的、富士康、遠大、中科電氣、楚天科技等知名企業(yè)均在該校開設了現(xiàn)代學徒制訂單班。“富士康在每個學生身上投入的培養(yǎng)費高達3萬元，包括刀具、耗材等。實行全實景教學、實訓。”該校軌道交通裝備智能制造學院院長羅偉說。
湖南機電職業(yè)技術學院電氣學院教研室主任汪亮團隊則嘗試了一條新路。主攻電梯工程技術、建筑智能化工程技術的汪亮與教研室部分教師開辦了科技公司，作為對接企業(yè)的一個平臺和融合點。
“最開始，我們和寧波一家企業(yè)參與到全市的智慧電梯云建設，從跟班學技術流程到參與電梯項目，最終為該企業(yè)開發(fā)培訓包。”汪亮告知。后來，他們把業(yè)務范圍拓展到了智能建筑、智慧交通等領域。
而學生則通過學院的協(xié)會選拔進入，按照年級層次，采取老師帶老生、老生帶新手的遞增型教學實訓模式。幾年來，上百名學生得到了鍛煉。
“這樣的方式讓身邊的老師和學生都能夠真實地走在整個行業(yè)的一線，而不是跟隨學步。”汪亮說。
（洪克非）